晶核預(yù)控制的多晶硅薄膜晶化技術(shù)研究.pdf

1、固相晶化法制備多晶硅薄膜技術(shù)具有大面積制備、可大批量處理、易于形成生產(chǎn)線等優(yōu)點(diǎn),因此它成為一種很具優(yōu)勢(shì)的多晶硅晶化技術(shù)。但是,這種晶化方法加熱溫度過(guò)高(一般大于600℃),時(shí)間過(guò)長(zhǎng)(24小時(shí)以上),不僅降低了生產(chǎn)率,而且襯底材料的選擇也受到了很大限制。因此,探索新穎有效的方法以達(dá)到縮短其晶化時(shí)間,降低晶化溫度,同時(shí)提高晶化質(zhì)量的目的具有十分重要的研究?jī)r(jià)值。本文提出了多晶硅薄膜新型固相晶化技術(shù),在晶化過(guò)程中對(duì)晶核預(yù)控制處理,降低晶化溫度,

2、縮短晶化時(shí)間,提高晶化質(zhì)量,以期貫通工藝流程,逐步優(yōu)化工藝條件。其主要成果如下:
　　首先,研究了氫等離子體輔助誘導(dǎo)晶化多晶硅薄膜,分析討論了不同氣壓、功率以及氫等離子體作用時(shí)間對(duì)晶化的影響。實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn):晶化后多晶硅薄膜的晶化率隨氣壓先增大后減小,在100Pa壓力下呈現(xiàn)明顯的峰值;多晶硅薄膜晶化率隨功率、作用時(shí)間呈現(xiàn)同樣先增后減趨勢(shì);通過(guò)這三組參數(shù)的分析討論,得到氫等離子體輔助晶化多晶硅薄膜的最佳工藝窗口為:氫等離子體氣壓100Pa

3、,功率80W(功率密度0.064W/cm2),作用時(shí)間30min。
　　其次,研究了沉積氣壓、功率、沉積溫度對(duì)非晶硅薄膜微結(jié)構(gòu)以及沉積速率的影響。本系列實(shí)驗(yàn)主要通過(guò)拉曼散射譜中TA與TO峰強(qiáng)度的比值變化,分析討論了不同工藝條件下非晶硅薄膜的無(wú)序態(tài),同時(shí)為晶化前驅(qū)物對(duì)固相晶化影響的研究奠定了基礎(chǔ)。
　　最后,在分析研究晶化前驅(qū)物微結(jié)構(gòu)無(wú)序態(tài)的基礎(chǔ)上,研究了晶化前驅(qū)物對(duì)固相晶化的影響。通過(guò)分析發(fā)現(xiàn):隨著TA與TO峰強(qiáng)度比值的減小